秸秆制有机肥的生物复合菌剂的研制及应用

林莉莉，李华锋，刘常清，梅丽诗，曾德芳

（武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉 430070）

秸秆制有机肥的生物复合菌剂的研制及应用

林莉莉，李华锋，刘常清，梅丽诗，曾德芳*

（武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉 430070）

采用枯草芽孢杆菌、黑曲霉、里氏木霉等按适当的质量比配制复合菌剂，与粉碎后的水稻秸秆作用，研究其速腐制有机肥效果。结果表明，该复合菌剂可缩短秸秆腐化周期，腐化周期为同类产品的50%～60%；腐熟后与猪粪结合制作有机肥，可实现对秸秆的资源化利用。

秸秆；速腐剂；有机肥

随着现代农业的飞速发展，秸秆的产量逐年增加，而秸秆的焚烧作为大气污染的一大污染源，逐渐成为人们关注的热点。目前，日本等发达国家利用秸秆制氢气、酒精等的技术已相对较为成熟，而如何缩短秸秆腐化周期，选择更加实用的应用途径成为相关研究领域的瓶颈［1］。同时，秸秆处理过程中可以带来良好的经济效益。因此，对秸秆采用具有良好经济效益和环境效益的处理方式势在必行。本文介绍的复合菌剂的特点在于，它由枯草芽孢杆菌、黑曲霉、里氏木霉、白腐菌、米曲霉、嗜碱细菌、嗜热纤维素分解菌、酿酒酵母、促进剂按照适当的质量比组成，与传统的速腐剂相比，具有更好的秸秆速腐效果，经济效益更高。

1 实验部分

1.1 主要仪器和材料

250 mL烧杯，秸秆粉碎机，移液管；

水稻秸秆，蒸馏水，多巴胺促进剂，枯草芽孢杆菌，黑曲霉，里氏木霉，白腐菌，米曲霉，嗜碱细菌，嗜热纤维素分解菌，酿酒酵母菌剂，猪粪，牛肉膏蛋白胨培养基。

1.2 实验方法

复合菌剂由枯草芽孢杆菌、黑曲霉、里氏木霉、白腐菌、米曲霉、嗜碱细菌、嗜热纤维素分解菌、酿酒酵母、促进剂组成。设计不同配比的复合菌剂，然后比较各组秸秆腐化效果和所需的时间，最终遴选出最佳的复合菌剂。

1.3 实验过程

1.3.1 复合菌剂的制备

1）将各单菌（单菌与总菌的质量比分别为：枯草芽孢杆菌15%～20%、黑曲霉16%～20%、里氏木霉18%～22%、白腐菌10%～15%、米曲霉10%～15%、嗜碱细菌5%～7%、嗜热纤维素分解菌5%～8%、酿酒酵母5%～10%）与促进剂（总菌质量的0.01%～0.03%）进行配制［2］。

2）按微生物培养液的用量为总菌和促进剂总质量的0.01%～0.03%，选取微生物培养液；将枯草芽孢杆菌、黑曲霉、里氏木霉、白腐菌、米曲霉、嗜碱细菌、嗜热纤维素分解菌、酿酒酵母和促进剂混合，用微生物培养液培养，先培养30 min，再充分搅拌均匀后，烘干30 min，制得复合菌剂（粉末）。

微生物培养液为：牛肉膏蛋白胨培养基（牛肉膏3.0 g、蛋白胨10.0 g、NaCl 5 g、琼脂15～25 g、水1 000 mL，pH 7.4～7.6）。

1.3.2 复合菌剂的使用

1）将农作物秸秆粉碎至直径为0.3～0.5 cm的颗粒；

2）按照复合菌剂、粉碎秸秆的质量比为1∶1 500，复合菌剂、水的质量比为1∶25，将溶于水的复合菌剂与粉碎秸秆充分混和均匀，得到复合菌剂处理后的秸秆；

3）把复合菌剂处理后的秸秆、中度湿润的猪粪（含水率为60%～70%），按1∶4的质量比进行均匀混合；

4）发酵9～11 d（混合生物肥呈黑灰色，且秸秆已与猪粪基本混合为一体）；

5）进行风干造粒、装袋、密封，得到纯绿色生物有机肥料（使用时直接开袋即可，按每亩40 kg施用）。

1.3.3 实施案例

具体案例：在湖北省孝昌县陡山乡，对所得有机肥进行大田实验，探究有机肥对土壤中有机质含量的影响。分别将不同复合菌剂制成的纯绿色生物有机肥施用于0.5亩田地里，一段时间后，比较施用前与施用后土壤中的有机质含量。

实施案例中，药品均为市售产品或实验室常规药品，菌种为上述的菌种。

除配比号10的复合菌剂不加入促进剂（多巴胺促进剂）外，其它复合菌剂均按以上步骤制备。

复合菌剂具体配比详见表1。

表1 复合菌剂的配比Table.1 Composite ratio of agents

不同复合菌剂对秸秆腐化所需时间，以及制得的绿色生物有机肥施用后土壤的变化情况见表2。

由表2可知，配比号7对应的腐化时间最短，土壤中有机质的含量升高也最多，因此是最佳的配比。即各种菌的质量占比为：枯草芽孢杆菌17%、黑曲霉20%、里氏木霉20%、白腐菌10%、米曲霉13%、嗜碱细菌5%、嗜热纤维素分解菌7%、酿酒酵母8%，促进剂为多胺促进剂。

2.1 腐化时间与土壤变化

2 结果与讨论

表2 秸秆腐化时间及土壤中有机质含量的变化Table.2 Stalk decay time and the change of organic content in soil

2.2 复合菌剂制有机肥的效果

复合菌剂对小麦、水稻、玉米等旱地、水田农作秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白等主要成分均具有高效分解作用，能够在10 d左右将农作秸秆基本分解完结，大大缩短了秸秆的腐蚀周期。复合菌剂使秸秆作为一种生物有机资源得到有效利用，同时能够有效抑制广大农村地区秸秆焚烧现象，减少了对大气的污染。复合菌剂制得的有机肥不但具有较高肥效，而且还避免了土地板结和失墒。制成的有机肥取自生物菌剂和自然肥料，对环境和农作物无毒害作用，减少由秸秆直接还田造成的农作物减产［3］。

3 经济效益分析

运用本复合菌剂制造复合肥时，每吨复合肥需要秸秆800 kg，粪便200 kg。按目前有机肥价格每吨2 500元计算，除去材料、人工、运输等费用后，每吨复合肥的利润在1 000元以上。

［1］余光磊，郑永照，岳扬，等.水稻秸秆还田研究进展［J］.现代农业科技，2014，21（2）：

［2］秦天，黄耀辉，李壮.一种复合高效秸秆速腐剂［P］.中国：2013.

［3］李录久，杨哲峰，李文高.秸秆直接还田对当季作物产量效应［J］.安徽农业科学，2000，28（4）：450～457.

Study on Preparation and Application of Stalk Rot Organic Fertilizer with Composite Agents

LIN Li-li，LI Hua-feng，LIU Chang-qing，MEI Li-shi，ZENG De-fang

（School of Resource and Environmental Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China）

Mixing Bacillus subtilis，Aspergillus niger，Trichoderma reesei and other bacteria by the appropriate percentage for preparation of composite agents，which were reacted with crushed rice straw.The speed rot to prepare the organic fertilizer was studied.The results showed that the composite corrosion agents can shorten the corrosion cycle of straw，which is 50%～60%of those of similar products.The organic fertilizer can be obtained by combined with pig manure after corrosion.In such way straw treatment resources can be realized.

straw；speed preservatives；organic fertilizer

TQ440+2

A

1004-275X（2015）04-0006-03

12.3969/j.issn.1004-275X.2015.04.002

收稿：2015-03-30

武汉理工大学大学生自主创新研究项目（2014～ZH～B1～07）。

林莉莉（1994-），女，武汉理工大学资源与环境工程学院本科生。

*通信联系人：13971066854@163.com；电话13971066854。